JPS58501866A - 熱回収蒸気発生器用のダンパー制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱回収蒸気発生器ダンパー制御方式 発明の分野 本発明は組合せサイクル発電プラント内の蒸気タービン・システムの動作を制御 するための方法と装置ｖｒｃＵするものであり、Ｉｃ蒸気タービン・システム用 の熱回収蒸気発生器に高温排ガスを供給するダンパーを制御することにより、熱 応力とドラム・サージを調整すると共に、負荷追従作用を行なう方法と装置に関 するものである。

発明の背景 組合せサイクル発電プラントハ周知の如く、ガス・タービンと蒸気タービンの両 方を使って発電する。ガス・タービンは通常の方法で運転されるが、ガス・ター ビンからの高温排ガスを、その１＼廃棄せずに、少なくとも１台、通常はもっと 多くの熱回収蒸気発生器（以後「ＨＲ３Ｇ　Ｊと呼ぶ）で用いて、蒸気タービン を運転するだめの蒸気を発生する。その預果、蒸気タービン１（よって駆動され る発電機は何ら余分の化石燃料を消費せずに追加の電気を発生する。但し、排ガ スがＨＲ８Ｇに達する前にこれを補助的Ｖζ加熱するため若干の化石燃料は使う こともある。このようなプラントとそのための全体的な制御装置はＢａｋｅｒら による米国特許第３，８７９．６１６号および１９８０年９月１５日出願のＷａ ｇｎｅｒ　らにょる米国特許出、Ｉ類第１８７．１５３号１で記載されている。

この両者どもに本出願人に譲渡されており、不願で参考として引用している。

最大プラント出力は蒸気とガスによる運転中に得られ、これ（ｄ通常日中に発生 される。夜間等の通常の１沫需要期間ＩＣおいては、蒸気タービン・システムは 停止することができ、プラントはガス・タービンのみを運転する単純サイクル・ モードで稼動される。したがって、蒸気タービン・システムの日常のザイクル動 作には、ＨＲ８Ｇのうちいくつかまたは全部と蒸気タービンを低温状、態または 準備完了した中間状態から始動することが含まれる。その結果、この毎日の始動 の際には必然的にＨＲ８Ｇ　、蒸気タービンならびに関連装置（ま大きな熱勾配 を受けて、かなりの機械的応力、が誘起される。これらの熱応力は部品の有効寿 命を非常に短かくしてし才うことがあるので、従来技術の組合わせサイクル発電 プラント用制御／ステムでは蒸気タービン・システムヲ非常にゆっくりと始動さ せることによって、できる限り熱勾配を小さくしている。しかし、始動を迅速に 行って蒸気タービンをできる限り早くオン・ライン運転できれば、よシ一層効率 が良くなる。

熱応力の問題の他に、いくつかの過渡状態によシ姑動時開が長くなることがある 。その中で最も重大なものの１つが蒸気ドラムの水位制御である。各ＨＲＳ　Ｇ は蒸気ドラムを有し、この蒸一式ドラム（・ま排ガスで加熱てれる蒸発器に接ｆ ｉ”、れでいる。正常な動作状態では、蒸発器（徒絶えず水と蒸気の両方をドラ ムに供給している。しかし、始動時には蒸発器（甘木だけを含んでおり、最初の 沸騰が蒸発器内の相異なる場所で生じることにより、大量の水がドラム内に流入 することがある。ドラムの水の突然の増加すなわちドラム水位のサージ）−ｊ： 、水を蒸気過熱器と蒸気管の中に流入させることがあるので望ましくない。

したがって、従来技術では沸５騰を非常にゆっくり行い、そして電動機駆動のド レン弁を通して水を排出することによりドラムの水位を維持している。このドレ ン弁による排水は、ドラム水位のサージの問題の解決のために高価な化学処理さ れた大量の水を捨ててしまうという欠点も生じる。

最後に、ＨＲ８（Ｅをオン・ライン運転はせるようにしている間に、蒸気タービ ンの負荷変化速度の限界に適合する速度で蒸気を発生することが望ましい。

しかし、従来技術の制御でＣ・まこれを行っていない。

したがって、本発明の１つの目的は、組合せサイクル発電プラントの蒸気タービ ン・システム用の制御方式であって、自動的に熱応力と制限しかつ過渡ｓ′：Ｊ な始動状態を補正しながらプラントの迅速な始動を行うことのできる改良さｎた 制御方式を提供することである。

４ 不発明のもう１つの目的は、所望の蒸気タービン負荷変化速度を生じるように自 動的に蒸気発生速度を変える制御方式を提供することである。

本発明の他の目的、利点、ならびに特徴は図面を参照したへましい実施例の説明 、および請求の範囲から明らか（・τなろう。

発明の概要 多数の測定したパラメータを使って遮断ダンパーおよびバイパス・ダンパーの位 置を調節して、ＨＲＳ　Ｇに供給される排ガスの量を定めることにより熱応力、 ドラム・サージ、並びに蒸気の流量および圧力を調整し、同時に迅速な始動と負 荷追従を自動的に行うことの出来る、組合せサイクル発電プラント用の蒸気ター ビン・システムの改良はれた制御方式が得られることがわかった。

好ましい実施例においては、遮断ダンパーとバイパス・ダンパーの位置ぎめが最 小値ゲートヲ介して数個の制御器によって制御される。各ＨＲ８Ｇはそれ自身の ダンパーと制御器Ｎを有する。第１の制御器は温度変化速度制御器である。最初 に、蒸気ドラムの水温が測定され、その測定値に基づいて基準温度上昇速度が選 択される。この基準、温度上昇速度は不当な熱応力を起さずに温度が上昇し得る 最大速度以下の速度であり、サイクル破損曲線から計算される。ダンパーが開放 されることにより、ＨＲＢＧ　７５Ｅ加熱てれ、ドラムと水の温度が上昇する。

実際の水温がその上昇時に連続的に監視され、実際の温度上昇速度が計算てれる 。この実際の温度変化速度を基準速度と比較して誤差値をめ、この誤差値を用い て、実際の温度変化速度が選近された基準速Ｖに常に一致するように実際の温度 変化速度を調節する。これ（は、最小値ゲートとそれに関連した制御器を用いて 、誤差値をダンパーモータに対する制御信号に変換すること１・τより行われる 。ダンパーモータは必要ｉ（応じてダンパーを更に開放する位置または更に開成 する位置へ動かす。何ら過渡状態がなければ、／ステム内の蒸気圧が正常な動作 レベルに達するまで、温度上昇速度制＠器が主として動作の制御を受け持つ。

始動中の過渡状態に主にドラム水位のサージの問題として反映されるが、この過 渡状態によりドラム水位制御器が温度変化速度制御器に優先することがある。２ つのドラム・パラメータ、す々わち圧力と水位が測定されてそれぞれドラム水位 基準信号とドラム水面圧力定数に変換される。次にこの２つの信号が組み合わさ れて、ドラム水位制御信号と呼ばれる出力信号が得られ、この出力信号が最小値 ゲートに送られる。始動中に蒸気ドラムの水位サージにより水が予め選ばれた水 位を超した場合、最小値ゲートへのドラム水位制御信号が温度変化速度制御器か らの信号に比べて低くなる。このような状況下では、最小値ゲートとそれに付随 した部品がダンパーを閉成位ｆ４に動かすようニ鋤り。ドラムｌ水位の問題が補 正され乙と、再び温度変化速度制御器が制御を受け持ち、ダンパーが再び開く。

あるとき、蒸気タービン負荷制御器がダンパー位置を制御するように働く。この 負荷制御器（ま蒸気タービンを監視し、基準信号を発生する。この基準信号は、 偕局、最小値ゲートに与えられる。この信号の大きさに依存して、ダンパーが調 整されて蒸気流量を変化でせ、これによりシステムはタービンの適正な負荷に必 要な流量で蒸気を発生することができる。

図面の簡単な説明 １ず図面の簡単な説明を行なった後、実施例の説明を行なう。

第１図は組合せサイクル発電プラントの概略ブロック図である。

第２図は本発明の制御装置のブロック図である。

第３図は蒸気ドラムの水温の任意の変化速度に対して蒸気ドラムの最大の温度変 化速度を規定するサイクリック破損曲線のグラフである。

第４図はドラム圧力５、ドラム水位およびダンノぐ一制御のグラフである。

４５図は本発明のマイクロプロセッサ・システムのブロック図である。

第６Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ，スおよび第６Ｄ図（ｒま好捷しい実施例のマイク ロプロセッサで使用をれるプログラムのフローチャートである。

好ましい実施例の説明 第１図（・ζおいて、組合せサイクル発電ブラント用の基不的な蒸気タービン・ システムを１０で示しテアル。／ステム１０は一般、メζ−運のＨＲＢＧ　２０ （１つだけ図示しである）全含んでふ・す、ＨＲ８０２０ばすべて蒸気タービン ５０に接続された主蒸気母管４０へ供給を行なっている。

更（（詳しく云うと、ガス・タービン１２が動作時にその高温排ガスを導管１４ を介して排出する。

導管１４は大気に連通している排気煙突１６ならびにＨＲＳＧ　２０を通る加熱 煙突２２に接続されている。

バイパス・ダンパー１８が排気煙突１６のガスの流れを制御し、遮断ダンパー２ ４が加熱・煙突２２への流れを制御する。ダンパー１ａ、２４ｙまモータで制御 はれ、インターロンクによって各ダンパーは他方のダンパーが完全に開いていな い限り動かないようになっている。（第１図ではバイパス・ダンパー１８は完全 に開いた状態で示しであるので、遮断ダンパー２４は任意の位置にあってもよく 、図示した部分的開放位置ｉｙ限らない。） ＨＦＩＳＧ　２０の加熱煙突２２の中１ては数個の要素がある。煙突２２の一番 上に６・１エコノマイザ２６が８ ある。蒸発器３０が中間の位置に装４享れｔおυ、過倦器３４が煙突２２の最も 低いところ、すなわち最も高温の部分にある。動作時、給水が給水制御弁２７を 通ってエコノマイザ２６に流れ、そこで煙突２２を通る高温排ガス（でよって加 熱される。加熱された水は蒸気ドラム２８に与えられる。循環ポンプ３２が蒸気 ドラム２８からの水を蒸発器３０ｉ１て引き入れる。始動時ｉ（は、蒸発器５Ｄ は水で満たされている。排ガスの熱ｔでよシ蒸発器中の若干の水が蒸気に変えら れ、蒸気と水が蒸気ドラム２８の上部に戻される。ドラム２８の蒸気がドラムか ら過熱器３４に流れ、過熱された蒸気が遮断弁３６およびバイパス弁６８を通っ て主蒸気母管４０に流入する。基本的Ｐζは、蒸気の流量１−２：遮断ダンパー ２４およびバイパス・ダンパー１８の位置によってきまるガスの流量ｉ（比例す る。（ＨＲ８Ｇシステムは図示していないが、多数の装置に付随した素子がある 。これら素子は前記の１９８０年９月１５日出願の米国特許出願溝１８７．１５ ３号に図示、説明されている。）蒸気母管４０は土止め弁５２および主制御弁５ ４を介して高圧蒸気タービン５０および低圧蒸気タービン６０に接伏さ庇ている 。母管４０はバイパス弁６３ｉＣも接続されている。タービン５０．６０は発逍 機６２を駆動する。

始動時１（はすべでのＨＲ８Ｇが始動されるのが普通であり、全出力でオン・ラ インにする最初のユニットとしてＨＲ８Ｇの１つが選獄テ几る。このＨＲ８Ｇば できる限り早く、蒸気タービン・バイパス弁６３でｉ＃１１定される初期設定点 圧力（４００ｐｓｉｇ　）　になるよう（Ｃされる。他のＨＲ８Ｇ［ｊべてン− ７−（Ｂ１−ｍｍｅｒ　）　状、標の流れ（定格出力の約１０係で、４００ｐｓ ｉｇ）　にして、このため始動プログラムにより必要とされるとき（は、これら のＨＲ８Ｇが速やか（Ｃオン・ラインになって全蒸気出力を主蒸気母管４０に与 えられるよう（Ｃする。発生する特定の始動時の問題について以後更に詳細に説 明する。

第２図に・は本発明の制御装置１００が示しである。制御装置１００は一般に６ つの制御サブンステム、即ち温度変化速度制御器１１０、ドラム水位／ツマ−・ モード制御器１３０．蒸気タービン負荷制御器１７０を有し、これらはすべてダ ンパーモータ制御器２００を介してバイパス・ダンパー１８および遮断ダン・く −２４の位置を制岬する。

基本的なダンパーモータ制御器２００・は最小値ゲート２０２を含み、これ（ｄ ダンパー・コマンド信号Ｔ”ｐｃを発生する。このコマンド信号ＤＰＣは加算結 合部２０４に与えられる。加算結合部２０４の機能は遮断ダンパーおよびバイパ ス・ダンパーの実際の位置とダンパー・コマンド信号ＤＰＯＫよって表わきれる 所要ダンパー位置との間の差を判定することで０ ある。こノ１１寸次のように行なわ九る。各ダンパーから出ている帰還線２０６ ２よび２０８は実幅のダンパー位置を表わす信号（遮断ダンパー２４に対しては ＰＡｌ、バイパス・ダンパー１８に対してｖｉＰＡ２）を加導結合部２０４　Ｋ 伝える。加算結合部２ｏ４：まこ八らの信号ＰＡ１およびＰＡ２をダンパー・コ マンド信号ＤＰｃと比較する。この比較の姑果即ち加算結合部の出力は結合部２ ０４からのダンパー位置誤差信号ＰＢである、この誤差信号ＰＥ　Ｂｄダンパー 位置決め器２１０，２１２に与えられる。これらはそれぞれ４１所ダンパー２４ （第２図では部分的Ｐこ開いている）およびバイパス・ダンパ〜１８（第２図で は開いている）の動きを制御する。

ダンパー位置決め器２１０，２１２ｉ寸誤差信号ＰＥを、ＰＥ　に比例したダン パーモータ（図示しない）の、駆動時間に変換する。各１５秒の間隔では２、駆 動時間は最小０５秒、最大４０秒である。ダンパーが６°／抄の速度で旋回する とき、角度変化シす、ダンパーが最初下しい位置（・Ｃないと板圧しで、各１５ 秒の期間の間に３°乃至２４°である。従って６°が最小変化であるので、非常 に小さな補正１ｃついては若干の不正確てがある。しかしこの不正確さは動作中 余り重要でない。

始動時・・に、装置？ｄ々）気状前すなわち低温状匪であることがあり、飽和状 、西で加圧されることがある。

し力・し、高温加圧状態での始動がもっと普通の状況である。これは−晩生停止 てれた後の装置の状態を表わしている。そして、この場合に蒸気ドラム・サー、 ／に関する殆んどの問題が生じる。低温始動の場合に汀、連語ダンパー２４が部 分的に開放（飄そして嬉嬉、特ＫＨＲＢＧ加熱・煙突２２の中の装置が加熱てれ 始める。バイパス・ダンパー１８は完全に開いており、主蒸気母管４０へのバイ パス弁３８が開か九る。ドラムおよび他の装置に過度の熱応力を起さずに蒸気ド ラム２８内の水温をＬ昇できる速度には限界がある。この速度１は第３図のグラ フで表わされている。この速度はドラム内の初期水温に応じて変る。ユニットの 始動を不当（（遅らせることなく温度変化速度を許容限界内ｉて保つために、温 度変化速度制御器ｉ　ｉ　Ｏ？Ｊｉダンパーモータ制御器２００を介して遮断ダ ンパー２４を制御する。オーバーライド（○ｖｅｒｒｉｄｅ　）　はれない限り 、温度変化速度制御器１１０が始動時ｉＣ主としてダンパーの制御を受げ持つ。

第２図ｉ＋′ｒｃ示すように、温度変化速度制御器１１０は蒸気ドラム２８（第 １図）からアナログ温度信号ＴＤ　を受け取る。温度信号ＴＤ（まドラ入内の水 の温度を表わし、これは従来の方法で検出式れる。始動時Ｖｔ初期ドラム水温が 検知される。その値に基づいて、温度の最大変化速度即ち基＄変（１，速度ＴＲ が第３′ヅのグラフから選択をれる。（低温始動の場合は、基塗変比迷度ＴＲ・ 汁通常１５下／分である。中間の温−姿の場合（・寸、ＴＲは３５下／分でめっ てよい）。

その後４寺定の時間間隔で、これは好ましい実施例では比較的短い周期であるが 、新しい温度信号ＴＤ　が発生さ■る。、各ＴＤ１言号は温度変化速度計算器１ １２へ送られる。計算器１１２は（現在のドラムの水温を衣わす）ＴＤ　信号を 、その直ぐ前に受け圭ったＴＤ　信号と比較し、その差から下／秒単位の実際の 変ｊＬ速度を計算する。この実際の変化速度１言号１″ＡがノＪＩ］算結合部１ １４に送られる。加算結合部１１４（１その入力として基票変化速度ＴＲをも受 け取る。

選択された変化速度と実際の変化速度との差は変化速度誤差：゛信号ＴＲＥであ り、これ１は温度変化速度制御器１１０の出力である。この誤差信号はダンパー モータ制御器２００に与えられ、最終的に最小値ゲート２０２に与えられる。こ れによりダンパー制御信号ＤＰＣが得られて、遮断ダンパー２４を開いて温度− 上昇速度を犬さくするかまたは遮断ダンパー２４を閉じて温度上昇速度を小さく する。これにより実際の温度変化速度が選択された温度変化速度に追従する。

具オ的に言えば、温度変化速度誤差信号ＴＲＩがダンパー制御器２００の追跡保 持機能回路２１４に送られる。追跡保持回路２１４ばこの信号分増幅器２１６に 送り、増幅帰２１６はこの信号分利得係数だけ増幅し、その結果なお細Ｅに比例 するより大きな）信号が侍られる。この増幅信号ＰＴＲが加算結合部２１８に与 えられ、その出力は温度ランプ制御信号になる。しかしブ晶度勾配制御信号ＤＴ ＣＩはＰＴＲのみの関数ではない。加算結合部２１８のもう１つの人力はりセン ト積分器２２０から与えられろ。ラセン積分器器（・寸実際の温度上昇速度ＴＡ が所望の変化速度ＴＲに等しくなるまで連続的（・てそのＰ力を変化させる。Ｔ ＡとＴ、、（が等しくなった状態で（寸ＰＴｏはゼロ（τなり、カロ籠器２１８ の出力ＤＴＣ！　ｉはリセット積分器２２０の出力１′テ等しく々る。ＤＴｃが 最小値ゲート２０２に入る低レベル値である限り、加算器２２２の出力（′ｉゼ ロとなり、リセット積分器（ｉ休止状態になる。ＤＴｃが最小値ゲート２０２に 入る低レベル値でめれ：・ｆ、このゲートの出力ＤＰｃはＤＴＯの関数（Ｃなる 。この出力Ｄｐｃ　！ｄ選択された変化速度ＴＲが維持されるようにダンパーの 位、Ｎ　ｉ変える。したがって、熱応力は自動的１て制限される。

温度変化速度制御器１１０は始動時のダンパー位置制御を行なうが、始動時には ある過渡状態が発生するのでこれを補償しなければならない。たとえば始動サイ クル開始時には蒸気ドラムの中に成る量の水が入っており、通常ドラム中心線よ り約フインテ下になっているのが普通である。このとき蒸発器４ ３０（でｌ〆ま水が一杯に入っている。そこでダンパー２４Ｑ開くと、蒸発器内 の水がイ外ｊｉ　Ｌ始める。この沸ｔオ（ま一様でなく、蒸発器ろ０の内側の種 々の位置、で蒸気が生じ得る。これ（Ｃより、大量の水が蒸気ドラム２８内に流 入して、ドラムの水位を上昇させる。

このドラム水位のサー、；′は２ｏインチ以上上昇することがあり非常（Ｃ望ま しくない。水が過熱器３４に入ッてタービン自体に入る危険性もある。ドラム水 位／シマー・モード制御器＋３０がこれを防止する。

ドラム水位／シマー・モード制御器１３０には２つの別個の部分、即ちドラム水 位制御器１３２とシマー・モード制御器＋５０とがある。ドラムのサージの問題 に関係するのはドラム水位制御器１３２だけである。ドラム水位制御器１３２は 蒸気ドラム２８から２つのアナログ信号を受信する。ＤＬが蒸気ドラムの水位を 表わし、ＰＤが蒸気ドラムの圧力を表わす。ドラム水位信号ＤＬはリミッタ１３ ４に送られ、リミッタ１３４はドラム水位オーバライド信号ＤＬＯｋ発生する。

このドラム水位オーベーライド信号ＤＬＯはドラム水位が正常な水位様より２イ ンチ上と１６インチ上との間を変化する（（つれて直線的に変化する。この範囲 に対するＤＬＯの実際の値は次式で辰わされる。

ＤＬＯ＝−０，０９１ＤＬ　＋　４．４６（実施例のドラムでは、正常なドラム 水位は約６６１ンナである。ドラム水位が正常な水位より２インチ以上高くなら ない場合には、ＤＩ、０Ｏ値（ｉｌである。

ドラム水位が正常な水位より１３インチを超えて高くなる場合には、ＤＬｏの櫃 はゼロである。ＤＬＯ信号Ｉ寸乗算器１３６へ送られる。

圧力１言号ＰＤ　もリミッタ１３８へ送られ、リミッタ１３８にドラム水面圧力 定数ＤＰＬを発生する。

このＤＰＬ信号を１４．７　ｐｓｉａ　と２４０　ｐｓｉａ　の間の実際のドラ ム圧力に対して直線的に変る。この範囲に対してＤＰＬの実際の値は次式で表わ される。

ＤＰＬ−０，６７ＰＤ＋２１．６７ 圧力が１４．７　ｐｓｉａ　より低い場合（まＤＰＬの値は３２であり、圧力が ２４０　ｐｓｉａ　を超える場合は（この場合ドラムのサージはも１はや問題に ならない）　ＤＰＬの値は１８０である。これらの須はダンパーの移動量を角度 で表わすものである（遮断ダンパー閉成、バイパス・ダンパー開放でガス流がゼ ロ、そして１８０°で表わす遮断ダンパー開放、バイパス・ダンパー閉成でＨＲ ９Ｇを通って一杯のガスが流入る）。

ＤＰＬ信号（ま乗算器１３６へ送られ、そこでＤＬＯと乗遅される。その積がド ラム水位ダンパー信号ＤＬｃであり、これは最小頭ゲート２０２の１つの入力に 与えられる。第４図のグラフはドラム水位、ドラム圧力、およびダンパー位置の 間の関係を示したものである。たとえばドラム圧力ＰＤが１００　ｐｓｉａの４ 含、ダンパー角度（ｙ軸）はドラム水位ＤＬに応じて０′″乃至約８９°になる 。ドラム水位ＤＬ　が低くなる程、ダンパー角度は大きくなる。これは温度変化 速度制御器１１０が必要とする場合にばＨＲＢＧを通ってより多くのガスが流れ るということを意味する。

ドラム水位のサージが存在する場合には、それに比例してＤＬｃが低下する。Ｄ ＬＣが最小値ゲート２０２の他のすべての入力よりも小さくなると、最小値ゲー トの出力ＤＰｃ即ちダンパー位置コマンド信号はＤＬＣに基づいて決まる。この ようにして、適正なダンパー調節が自動的に行なわれるのでサージの問題が制限 され、ドラムの水位が高水位警報点より下に維持され妬。高水位状態がなくなっ たとき、ＤＬｃの値が上昇し、温度変化速度制御器１１０は最小値ゲート２０２ ’ｉ介して再びダンパーの制御を行なう。

ドラム水位／ツマ−・モード制御器１３０のシマー・モード部分ｉｓｏは、特定 のＩ（Ｒ２Ｏが最初に始動されるユニットか否かの判定に関与する。前に説明し たようにＨＲ８Ｇが最初（Ｃ始動される場合には、これは最高出力を持つように される。その後に始動されるＨＲ８Ｇはシマー状態にされ、これは定格出力の約 １０壬である。シマー・モード部分１５０はダンパー位置を調節してＨＲ８Ｇの 出力流をシマー・レベルに保持することによりＨＲ８Ｇを／マー状態に維持する 。

ＨＲ８Ｇがシマー状態で動作しているとき、主蒸気母管４０に至るバイパス弁６ ８の両端間に特定の差圧力ｄＰＲがある。この圧力が基準値として使用され、加 算結合部１５２で弁両端間の実際の圧力ｄＰＡと比較でれる。比較結果の値が正 の場合（これは、１１Ｒ８Ｇの蒸気流が１０係より小でいこと全意味する）スイ ッチ１５４はシマー設定点積分器１５６に正の値Ｋを加算する。比較結果の値が 負の場合（これはＨＲ６ｆＧの蒸気流が１０係より大きいことを意味する）スイ ッチ１５４ばＫの値を差し引く。積分器用カニｓ　は加算結合部１５８に送られ 、加算結合部１５８はツマ−基準位置信号ＳＲをも受け取る。ＳＢ　は遮断ダン パーの角度が約２０°と同価であり、これはシマー・モードの際のＨＲ３Ｇに対 する普通の角度である。２つの信号工ｓとＳＲの和はダンパー制御信号Ｄｓｃ　 を生じ、これはバイパス弁両端間の差圧力によってきまるダンパーの小さな角度 変化を表わしている。実際の差圧力は１５秒毎に更新される。信号Ｄ８ｃはスイ ッチ１６２の１つの罹１６０に送られる。

スイッチ１６２のもう１つの極１６１はシマー・オフ基準１直ＳＲＯを受信する 。スイッチ１６２の状態に応じて、ＳＲＯまたはＤｓｃが最小値ゲート２０２の 入力に送られる。

ＨＦ２（］がンシマーモードで動作している場合には、Ｄｓｃが最小値ゲートに 送られる。そして温度変化速度制御器１１０またはドラム水位制御器がよ勺一層 少ないガス流を要求していない限シ、Ｄｓｃがダンパーを制御する。この場合、 Ｄｓｃは遮断ダンパー２４の位置を制御して、シマー・モード動作の際の漂準で ある２Ｏ２近辺でその角度を変化させる。前述の如く、この変化はバイパス弁両 端間の実際の差圧力に応じてきまる。この差圧力が低過ぎる場合は、ダンパー角 度は犬きくされる。差圧力が高過ぎる場合は、角度は小さくはれる。ＨＲ３Ｇを 最高出力にしたいときは、スイッチ１６２によりＳＲＯ信号を最小値ゲートに送 るようにして、／マー制御器１５０によって定められるダンパー２４の位置限界 を除く。

蒸気タービン負荷制御器１７０は最小値ゲート２０２を介してダンパーを制御す る。制御器１７０は、後続のＨＲ８Ｇがシマー・モードから解放され、ボイラー 追従モードのタービンに追加の蒸気を送出し始めたとき、これらのＨＲ３Ｇに対 する蒸気発生の変化速度を調整する。苗１ｊ御器１７０は蒸気タービン５０によ って駆動される発電機６２からアナログ信号ＬＴ　を受け取る。この信号は加算 結合部１７２に与えられる。加算結合部１７２は積分器１７４と結合部れて帰還 ループを構成する。加算結合部１７２からの出力は負荷変化速度信号ＫＷＡであ る。この負荷変化速度１言号ＫＷＡは第２の加Ｘ結合部１７６で負荷変化速度基 準信号ＫＷＢと比較てれて、２つの信号の間の差である負荷変化速度誤差信号Ｌ Ｅが得られる。実際の負荷変化速度と基準負荷変化速度が一致したときは、ＬＥ のく直がゼロになる。負荷変化速度１言号ＬＥ　と基準信号ＫＶ／Ｒの両者が制 御器１７０の出力であり、この両者がダンパー制御器２００に送られる。最初に 、両者が別々の乗算器２３２゜２３４に与えられ、それらの出力が加算結合部２ ３６（Ｃ与えられる。乗算器２６２はキロワット／分単位の基準タービン負荷変 化速度をほぼ等価なダンパー移動速度に変換する。次にこの信号は実際の負荷変 化速度の誤差で補正され、そして加算結合部２３６が調節てれたダンパー変化速 度信号ＤＡＲ’ｘ発生し、この信号が第１ユニツトスイツチ２３８の１つの極に 与えられる。スイッチ２３８は、第１のＨＲ８Ｇの場合には、タービンをボイラ ー追従モードに移す前に第１のＨＲ８Ｇが最高蒸気出力を送出するように始動さ せるだめの異なる始動プログラムを備える。

スイッチ２３８の状態に応じてＤＲ工またｆｄ　ＤＡＲが乗算器２３９に与えら れ、乗算器２３９の出力はスイッチ２２６の第２の啄２２９に接続されている。

＠に説明したように、スイッチ２２６のもう１つの極２２８は加算結合部２２２ および乗算器２２４を介して最小値ゲート２０２からの信号ＤＰｃを受け取２０ る、、スイッチ２２６からの出力はリセット積分器２２０に与えられ、その出カ ニＲは加算結合部２１８に帰還され、そこで温度変化速房制御器１１０からの温 度変化速度信号”ＴＲに加算てれる。ＨＲ８Ｇが負荷制御器の制御に移されたと き、スイッチ２６８の出力が乗算器２３９およびスイッチ２２９を介してリセッ ト積分器２２０に送られると共（Ｃ５温度変化速度情号ＰＴＲがその最新の頂に 保持てれる。リセット積分器出力ＩＲの値には限界値（２３０）が設けられる。

この限界値により、ＨＲ８ＧＲ８時（Ｃ積分器出力が過度に大きな値になるのが 防止てれる。低温始動の際には、遮断ダンパーの初期開放とドラムの水温の測定 可能な」−昇と０間に著しい遅れがある。

この遅れは、ＨＲ８Ｇのダクトの壁、並ひに蒸発器およびｉＭ熱器の管壁の熱容 量のためである。限界制御器２３０は、この遅れによりリセット積分器出力が高 くなり過ぎるのを防止する。装置が温度変化速度の変化に一旦応答すれば（これ は飽和より高い温度にあると考えられる）、この予熱限界は必要とてれない。

とのＨＲＳ　Ｇが始動てれる最初のユニットである場合には、最初のユニットは できるだけ早く最高蒸気出力になるようにされる。この場合；Ｃば、スイッチ２ ６８はＨＲ８Ｇにより許容される最大変化速度に対応する負荷変化速度基準信号 ＤＲ工をリセット積分２１　特表昭５８−５０１８６６　（９）器２２０に送出 する。最初のＨＲ８Ｇ　Ｋよシ発生てれるすべての蒸気は初期にはバイパス弁６ ろを通ってタービン分バイパスするので、最初のボイラーの始動時間はタービン が始動時に受けることのできる蒸気の量によって制限されない。しかし、一旦流 量が佃御芒れると、スイッチ２３８ばＤＡＲ信号を積分器２２０ＩＣ送る（スイ ッチ２２６は第２の極２２９に十））される）。その結果、基準負荷変化速度Ｋ ＷＢと実際負荷変化速度ＫＷＡが等しくないときＩｔ、ｊｌ荷変化速度誤差ＬＥ の犬きて（でよってＤＡＲが増減され、リセット積分器２２０の出力ＩＲはそれ に応じて変る。この出力■Ｒは、このモードで基準信号として使用嘔れる温度変 化速度信号ＰＴＲと力り算てれ、この結果のＤＴｃが最小値ゲート２０２、した がってダンパーの位置を制御する。これにむして、負荷の要求条件に従って発生 される蒸気の量が比例的に変化する。

好ましい実施例の制御装置の実際の動作；はマイクロプロセッサ３００　ｉＣよ って制御器れる。マイクロプロセッサ３０口は例えばインテル社８０８５であり 、その基本的な構成を第５図のブロック図に示しである。好ましい実泥例で使用 でれるプログラムはルーチン・プログラムであり、そのフローラｙ　−トが第６ Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ図および第６Ｄ図（Ｃ示場れている。

好ましい実施例において請求の範囲内にある他の変形を行なうことができる。こ のような変形の１つは、前記米国特許出ｉｉ！＋１第１８７．　＋　５３号に示 されているような２つ以上のガス・タービンと２つ以上のＨＲ８Ｇに対して本発 明を使用することがよまれる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　組合せザイクル発電プラント用の蒸気タービン・システムの始動の際の熱応 力を制御する方法Ｖこおいて、 ＨＲ８Ｇの蒸気ドラム（Ｃ対する基準水温上昇速度を選択し、 上記ＨＲＳ　Ｇ　ｉＣ熱を加えることにより上記蒸気ドラム内の水温を上昇させ 、 上記蒸気ドラム内の実際の水温上昇速度を決定し、 基準水温上昇速度を実際の水温上昇速度と比較し５て、その差（（基づいて誤差 信号を発生し、上記誤差信号に基づいて上記ＨＲ８Ｇへの熱流を調節することに より、実際の水温上昇が基準速度より低い場合には上記ＨＲ３Ｇへより多くの熱 を力口え、実際の水温上昇が基準速度より太き１Ｑ場合には熱を減らす各ステッ プを有する方法。 ２、　請求の範囲第１項記載の方法に２いて、更に−Ｊ−記蒸気ドラム内の初期 水温を測定し、該初期水温とサイクリック破損曲ぜを用いて上記基準速度を選択 するステップを含む方法３３ ３　請求の範囲笥１項記載の方法において、上記ＨＲ８ＧＫ熱を加えるステップ が、上記ＨＲ８Ｇへの熱流を制御する遮断ダンノく−および−くイノくス・ダン パーを含むダンノく一装置の角度を調節するステップ３含む方法。 ４、　請求の範囲第６項記載の方法において、上記誤差信号に基づいて上記ＨＲ ８Ｇへの熱１Ｍ、を調節するステップが、上記誤差信号の大きさによってき５　 組合せサイクル発電プラント用蒸気タービン・システムの始動の際にドラム水位 のサージを制御する方法において、 ＨＲ８Ｇの蒸気ドラム内の水位を測定し、上記蒸気ドラム内の圧力を測定し、 測定された水位と圧力に基づいて制御信号を発生し、 上記制御信号により上記ＨＲ８Ｇへの熱流を調節する各ステップを有する方法。 ６　請求の範囲第５項記載の方法において、更に水位の測定値をオーバーライド 信号に変換し、圧力ＭＩ」定値を圧力定数信号に変換し、上記オーバーライド信 号と上記圧力定数信号を組み合わせて上記制御信号を発生する谷ステップを含む 方法。 ７　・請求の範囲第５項記載の方法において、上記熱流全調節するステップが、 上記制御信号を用いて、上記ＨＲ８Ｇへの熱流を制御する遮断ダンパーとバイパ ス・ダンパーとを含むダンパー制御装置の角度を変えるステップを含む方法。 ２５ ８　負荷の要求条件に基づいて組合せサイクル発電プラント用の蒸気タービン・ システムからの蒸気を調整する方法において、上記蒸気タービン・システムの負 荷から負荷信号をめ、上記負荷信号を基準り号と比較することにより誤差信号を 発生し、上記誤差信号の値に基づいて上記システムへの熱流を調節する各ステッ プを有する方法。 ９　請求の範囲第８項記載の方法において、熱流を調節するステップが、ダンパ ー装置の角度を変えて、上記システムへの熱流量を制御するステップを含む方法 。 １０　組合せサイクル発電プラント用蒸気タービン・システムのＨＲ３Ｇをンマ ー・モードに維持す使って差圧力が上記基準差圧力と等しくなるように該差圧力 を調節する谷ステップを有する方法。 １１　請求の範囲第１０項記載の方法において、更に、上記実際の差圧力と上記 基準差圧力との差に基づいて正または負の値を発生し、そして、設定値を積分器 に加算または減算し、該積分器の出力をンマー・モードの際の遮断ダンパーの標 準角度に対応する標準信号と加算して、該標準角度からのずれの量を表わす誤差 信号を発生し、該誤差信号によシ上２６　特表昭５８−５（Ｊ１８６Ｇ（２）記 実際の差圧力を調節する各ステップを含む方法。 １２、組合せサイクル発電プラント用の蒸気タービン・システムの動作を制御す る装置において、ダンパー制御器、温度変化速度制御器、ならひにドラム水位制 御器を含み、 上記ダンパー制御器が、上記温度変化速度制御器からの第１の信号と上記ドラム 水位制御器からの第２の信号を受け取る手段、ならびに上記第１の信号または第 ２の信号に基づいて制御信号を発生する手段を有し、上記制御信号がダンパー位 置決め手段に与えられ、該ダンパー位置決め手段はＨＲ８Ｇに対する遮断ダンパ ーとバイパス・ダンパーを含むダンパー制御装置の角度を上記制御信号の値に基 づいて調節することを！％徴とする装置。 １３　請求の範囲第１２項記載の装置において、上記信号を受け取る手段が最小 値ゲートを有する装置。 １４　請求の範囲第１２項記載の装置において、上記制御信号を発生する手段が 加算結合部を有する装置。 １５、請求の範囲第１４項記載の装置において、上記加算結合部が上記ダンパー の実際の位置を表わす帰還信号を受けて、上記帰還信号を上記信号を受け取る手 段からの信号と比較して、上記制御信号を発生する装置。 １６　悄釆の範囲第１５項記載の装置において、上記ダンパー位置決め手段が上 記制御１言号に応じて上記ダンパーを動かす装置。 １７　高温排ガスを対応するＨＲ８Ｇに与える少なくとも２つのガス・タービン を含み、かつ上記各ＨＲＢＧが蒸気タービンに接続された共通蒸気母管に接続さ れている発電プラントのＨＲ８Ｇに対するダンパー制御装置において、 第１のダンパー制御信号を送出する温度変化速度制御器と、 ドラムの圧力および水位に応じて第２のダンパー制御信号を送出すると共に、第 ３のダンパー制御は号を送出するドラム水位／ンマー・モード制御器と、 上記第１．第２および第６の制御信号を受け取って、最低の匍」御信号に対応す るダンパー位置信号を送出する最小値論理回路と、 ＨＲ８Ｇが流れ制御されているときは常に上記第１のダンパー制御信号のかわり に第４のダンパー制御信号を送出する負荷制御器とを含むことを特徴とするダン パー制御装置。 １ａ請求の範囲第１７項記載のダンパー制御装置において、ドラム水位／／マー ・モード制御器が、ＨＲＳ　Ｇ　出力がンマー・レベルよシ高いか寸たは風いか を表わす出力信号を発生する第１のスイッチング手段と、 上記第１のスイッチング手段の出力と組み合わ≧れてンマー制御信号を発生する ンマー設定点基準と、 上記／マー制御信号およびダンパー広開放信号を受けて、上記第３のダンパー制 御信号を選択する第２のスイッチング手段とを含むダンパー制御装置。 １９　請求の範囲第１７項記載のダンパー制御装置において、更に上記第１のダ ンパー制御信号に対する追跡保持回路を含み、上記負荷制御器が、負荷変化速度 信号を発生する手段と、当該用１のスイッチング手段が動作したときに追跡保持 回路内（（最新の値として保持てれている第１のダンパー制御信号に負荷変化速 度信号を選択的に印加することにより、弁荷制御出わｉｙ基づいて第１のダンパ ー制御信号を第４のダンパー制御信号と置き換える第１のスイッチング手段とに 含むダンパー制御装置。 ２、特許請求の範囲第１９項記載のダンパー制御装置において、更に第１のスイ ッチング手段の上流側に第２のスイッチング手段を含み、これによシ負荷変化速 度誤差信号または最初のユニットのプログラムから負荷変化速度信号が選択され るダンパー制御装置。 ２１　蒸気タービンに接続てれた対応するＨ　Ｒ２Ｏに高温排ガスを供給する１ つ以上のガス・タービン全沈む発電プラント内のＨＲ８Ｇ用のダンパー制御装置 において、 第１のダン・ζ−制ｆ＠Ｉ信号を送出する温度変化速１￥Ｆｉｔリイ６１目器、 ドラムの圧力と水位に応じた第２のダンパー制飢、ｄ号、ならびに第３のダンパ ー制御信号を送出するドラム水位／ンマ−・モード制御器、Ｆ記載１．第２．お よび第６の制御信号を受けて最低の均１ｊ価ｊ信号（て対応するダンパー位置信 号を送１１１、ｊする最・１・値論理回路と、ＨＲＳ　Ｇが流れ制御てれている ときは常に上記・君１のダン・ぐ−制御端−号のかわりに第４のダンパー制御信 号を送出する負荷制御器とを含むことを％倣とするダンパー制御装置。